CN111756152B - 马达用定子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供马达用定子，提供提高卷绕于绝缘件的绕组的占空系数的技术。绝缘件(20)的卷绕部(90)与能够对线圈进行保持的保持面(107)垂直，并且具有在周向上与对绕组(43)向内径方向进行引导的第2引导面(52)同一侧的侧面(91)和与侧面(91)垂直的端面(94)。在从马达用定子(10)的轴向(C)观察时，构成为保持面(107)和侧面(91)的边界的第1角(111)位于比构成为第1引导面(51)和第2引导面(52)的边界的第2角(112)靠第1引导面(51)的引导方向侧(F)的位置。绕组(43)从第2角(112)朝向第1角(111)延伸。

Description

马达用定子
技术领域
本发明涉及具有由被从外周侧向内径方向引入的绕组构成的线圈的马达用定子。
背景技术
马达用定子具有：铁芯；绝缘件，其安装于铁芯；以及绕组，其卷绕于绝缘件。作为马达用定子的现有技术，存在专利文献1所公开的技术。
在专利文献1的马达用定子中，6个铁芯沿周向配置。相对于各个铁芯安装的绝缘件(绕线架)具有：多个卷绕部，它们沿马达用定子的径向延伸，供绕组卷绕；一个环状部，其设置于多个卷绕部的外径侧的端部；以及凸缘部，其设置于各个卷绕部的内径侧的端部。
凸缘部是绕组的卷绕开始的部位。通过使绕组从凸缘部朝向环状部的内周面卷绕于卷绕部，而构成第1段的绕组。接下来，通过使绕组从环状部的内周面侧朝向凸缘部卷绕于卷绕部，而构成第2段的绕组。同样地，通过使绕组在凸缘部与环状部之间重复往返地卷绕于卷绕部，而构成线圈。
专利文献1：日本特开2014-236651号公报
在马达用定子中，通过使第1段的绕组从外径侧朝向内径侧卷绕于卷绕部，而构成线圈。如果能够使构成线圈的第1段的绕组紧密地卷绕于卷绕部，则与第1段的绕组重叠卷绕的第2段之后的绕组也相互紧贴。其结果为，能够不破坏地维持线圈的形状，也提高了卷绕于卷绕部的绕组的占空系数。
发明内容
本发明的课题在于，提供提高卷绕于绝缘件的绕组的占空系数的技术。
根据第1方面的发明，提供一种马达用定子，其具有：
铁芯；
绝缘件，其覆盖该铁芯；以及
线圈，其由卷绕于该绝缘件的绕组构成，
其特征在于，
所述铁芯具有：
环状的轭；以及
齿，其从该轭向所述马达用定子的内径方向延伸，
所述绝缘件具有：
环状部，其覆盖所述轭；
卷绕部，其覆盖所述齿，并且供所述绕组卷绕；以及
延伸部，其从所述环状部向所述马达用定子的轴向延伸，
所述环状部的内周面具有与所述线圈的端部抵接而能够对所述线圈的形状进行保持的保持面，
所述延伸部具有：
第1引导面，其沿所述马达用定子的周向对所述绕组进行引导；以及
第2引导面，其与该第1引导面相邻，对所述绕组从所述第1引导面朝向所述卷绕部进行引导，
所述卷绕部具有在周向上与所述第2引导面同一侧的侧面和与该侧面垂直的端面，
在从所述马达用定子的轴向观察时，构成为所述保持面和所述侧面的边界的第1角位于比构成为所述第1引导面和所述第2引导面的边界的第2角靠所述第1引导面的引导方向侧的位置，
所述绕组从所述第2角朝向所述第1角延伸。
按照第2方面的发明的记载，优选为，
所述第2引导面与所述卷绕部的所述侧面平行，
从所述第2引导面至所述侧面的所述周向的尺寸比所述绕组的线径的一半大，并且比从所述端面的周向的一半的尺寸去除相当于所述线径的量之后的尺寸小。
在第1方面的发明中，绝缘件具有：环状部，其覆盖铁芯的轭；卷绕部，其覆盖铁芯的齿，并且供绕组卷绕；以及延伸部，其从环状部向马达用定子的轴向延伸。环状部的内周面具有与线圈的端部抵接而能够对线圈的形状进行保持的保持面。
延伸部具有：第1引导面，其沿马达用定子的周向对绕组进行引导；以及第2引导面，其与第1引导面相邻，对绕组从第1引导面朝向卷绕部进行引导。将保持面与卷绕部的侧面的边界作为第1角。将第1引导面与第2引导面的边界作为第2角。第1角位于比第2角靠第1引导面的引导方向侧的位置。
因此，在将绕组沿内径方向引入时，能够使绕组不与延伸部接触而使绕组从第2角朝向第1角延伸。在开始将绕组卷绕于卷绕部时，能够使绕组不仅与保持面接触，还与卷绕部的侧面接触。即，能够使构成线圈的第1段的绕组的卷绕开始的部位与卷绕部紧贴，使第1段的绕组整体可靠地卷绕于卷绕部。其结果为，提高了绕组的占空系数。
在第2方面的发明中，绝缘件的延伸部的第2引导面与卷绕部的侧面平行，从第2引导面至所述侧面的周向的尺寸比绕组的线径的一半大，并且比从卷绕部的端面的周向的一半的尺寸去除相当于绕组的线径的量之后的尺寸小。因此，通过采用这样的规定的尺寸，能够防止为了构成线圈而引入的绕组与从线圈引出的绕组发生干涉。
附图说明
图1的(a)是实施例1的马达用定子的立体图。图1的(b)是图1的(a)的b向视图。
图2是图1的(a)所示的马达用定子的分解立体图。
图3的(a)是对图1所示的绝缘件的延伸部进行说明的图。图3的(b)是图3的(a)的b-b线剖视图。
图4是对图1的(a)所示的马达用定子的延伸部和卷绕部进行说明的图。
图5的(a)是对图4所示的延伸部和卷绕部进行说明的图。图5的(b)是图5的(a)的b部放大图。
图6是对利用密封部件密封图1的(a)所示的定子主体的工序进行说明的图。
图7是对马达用定子载置于模具的状态下的马达用定子主体和模具的销的结构进行说明的图。
图8是被密封部件密封的马达用定子的外部端子周边的立体图。
图9是图8所示的马达用定子的俯视图。
图10是对实施例1的效果进行说明的图。
图11的(a)是对实施例2的马达用定子的延伸部和端子进行说明的图。图11的(b)是沿轴向观察图11的(a)所示的延伸部和端子的图。
标号说明
10：马达用定子主体(马达用定子)；11：铁芯；12：轭；20：第1绝缘件；21：第1环状部；23：第1长壁部(延伸部)；23a：前端面；40：绕组；51：第1引导面；52：第2引导面；90：卷绕部；91：第1卷绕面(侧面)；94：第4卷绕面(端面)；100：保持面；107：右保持面；111：第1角；112：第2角；D：绕组的线径；Wd：端面的周向的尺寸；U1～W3：线圈。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施例进行说明。另外，在说明中，关于内径方向、外径方向、周向以及轴向(上下方向)，以马达用定子的中心线C为基准。省略一部分对同一形状的部位标注的标号。
＜实施例1＞
参照图1的(a)和图2。马达用定子主体10例如内置于乘用车的电动助力转向装置、压缩机以及电动泵等。马达用定子主体10具有：铁芯11，其由层叠的多个电磁钢板构成；第1绝缘件20，其覆盖该铁芯11的上侧；第2绝缘件30，其覆盖铁芯11的下侧；第1线圈U1、V1、W1、第2线圈U2、V2、W2、第3线圈U3、V3、W3，它们设置于第1绝缘件20和第2绝缘件30；以及第1内部端子15～第3内部端子17，它们安装于第1绝缘件20。第1内部端子15～第3内部端子17与电路基板(未图示)连接。该马达用定子主体10被密封部件密封。关于密封工序在后面说明。
参照图2。铁芯11具有环状的轭12和从轭12向内径方向延伸的9个齿13。各个齿13的前端部13a随着朝向内径方向而在周向上宽度变大。轭12具有向外径方向突出的外缘部12a。
第1绝缘件20具有：第1环状部21，其能够覆盖轭12的上侧；9个第1卷绕部22，它们能够覆盖各个齿13的上半部分；9个第1长壁部23(延伸部)，它们从第1环状部21的上表面21c沿轴向向上方延伸，在周向上断续地设置；以及9个第1短壁部24，它们设置于相邻的第1长壁部23彼此之间，周向的尺寸比第1长壁部23短。
第2绝缘件30具有：第2环状部31，其能够覆盖轭12的下侧；9个第2卷绕部32，它们能够覆盖各个齿13的下侧；以及9个第2壁部33，它们从第2环状部31沿轴向向下方延伸。
参照图1的(b)。在9个第1长壁部23之中，设置有一个中心线C方向的尺寸比其他第1长壁部23长的第1长壁部123。同样地，在9个第1短壁部24之中，设置有一个中心线C方向的尺寸比其他第1短壁部24长的第1短壁部124。第1长壁部123与第1短壁部124相邻，尺寸彼此相等。第1长壁部123和第1短壁部124的高度H1比其他长壁部23和短壁部24的高度H2高(H1＞H2)。
第1长壁部123和第1短壁部124位于在周向上彼此相邻的轭12的外缘部12a、12a的周向大致中央。
以下，对第1绝缘件20中的位于线圈U3的外径侧的第1长壁部23的结构进行说明。
参照图3的(a)。第1长壁部23具有：第1引导面51(引导面)，其沿周向对3根绕组40进行引导；以及第2引导面52，其将3根绕组40中的1根绕组40向内径方向引导。第2引导面52是与第1引导面51相邻，将绕组40从第1引导面51朝向后述的卷绕部90进行引导的面。
3根绕组40中的上下2根绕组40、40是如下的2根搭接线41、42：从线圈U1～线圈W3(参照图1的(a))中的一个线圈引出，在朝向其他线圈时被第1引导面51引导。位于搭接线41、42之间的绕组40是如下的线圈线43：从线圈U1～线圈W3中的一个线圈引出，被第1引导面51引导，从第2引导面52沿内径方向引入，而构成线圈U3。
在第1引导面51的上端51a设置有向外径方向突出的第1突出部60和第2突出部70。第1突出部60的周向的尺寸例如为第1引导面51的周向的尺寸的三分之一左右。第1突出部60与第2突出部70的间隔例如为第1引导面51的周向的尺寸的三分之一左右。另外，突出部的数量可以为1个，也可以为3个以上。
在第1突出部60的下方，在环状部21形成有第1槽21a。在第2突出部70的下方，在环状部21形成有第2槽21b。
参照图3的(a)和图3的(b)。第1突出部60具有：长方体状的主体部61；以及凸部62，其从主体部61的外径侧的前端61a向下方延伸。主体部61与凸部62形成为一体。第1突出部60的上表面60a与第1长壁部23的上表面23a位于同一面上。
第1突出部60的下表面63是能够与被第1引导面51引导的3根绕组40抵接的抵接面。下表面63是相对于第1长壁部23所延伸的上方向朝向作为相反方向的下方的面。详细而言，下表面63具有：弯曲部64，其以向上方鼓出的方式弯曲；以及平面部65，其位于比该弯曲部64靠外径侧的位置。
弯曲部64具有：外侧倾斜部66，其随着从最上点P朝向外径方向而向下方下降；以及内侧倾斜部67，其随着从最上点P朝向内径方向而向下方下降。外侧倾斜部66是截面为圆状的绕组40中的能够与外径侧的半圆部40a抵接的面。
另外，绕组40不限于截面形状为圆的情况，也可以是截面为多边形。并且，如图3的(b)所示，弯曲部64可以采用能够以从两侧夹持的方式对绕组40进行保持的结构，也可以采用不与绕组40的两端接触而收纳绕组40的结构(未图示)。
另外，在本实施例中，下表面63由弯曲部64和平面部65这2个面构成，但例如也可以是，下表面63是随着从第1引导面51朝向外径方向而向下方下降的1个平面。
第2突出部70以与第1突出部60相同的大小和形状构成，具有能够与3根绕组40抵接的下表面73。省略第2突出部70的其他结构的说明。在图1的(a)所示的其他第1长壁部23上也同样地设置有第1突出部60和第2突出部70。
参照图4。接下来，对设置有线圈U3的部位进行说明。第1绝缘件20的第1卷绕部22和第2绝缘件30的第2卷绕部32构成供线圈线43(图3参照)卷绕的卷绕部90。
第1卷绕部22和第2卷绕部32分别呈U字的截面形状。第1卷绕部22的开口侧的前端22a和第2卷绕部32的开口侧的前端32a相互对置，并且稍微分离。
另外，在实施例中，对2个卷绕部22、32进行组合，但例如也可以是，根据铁芯11(参照图2)的形状，构成能够插入于齿13的单个卷绕部。
第1卷绕部22的上表面26以及从该上表面26的两端向下方延伸的一对第1右面27和第1左面28是与线圈线43接触的面。同样地，第2卷绕部32的下表面36以及从该下表面36的两端向上方延伸的一对第2右面37和第2左面38是与线圈线43接触的面。
以下，为了便于说明，将包含第1右面27和第2右面37的面作为第1卷绕面91(侧面)。同样地，将下表面36作为第2卷绕面92，将包含第1左面28和第2左面38的面作为第3卷绕面93(侧面)，将上表面26作为第4卷绕面94(端面)。第1卷绕面91和第3卷绕面93在周向上彼此朝向相反方向。第1卷绕面92朝向下方。第4卷绕面94朝向上方。线圈线43按照第1卷绕面91～第4卷绕面94的顺序卷绕。
在构成卷绕部90的第1卷绕面91～第4卷绕面94的边界分别设置有能够对线圈线43的卷绕进行引导的引导槽95。
参照图4和图5的(a)。环状部21的内周面21d具有与线圈U3的外径侧的端部抵接而能够对线圈U3的形状进行保持的保持面100。该保持面100构成为平坦。
保持面100包含：第1右保持面101，其与第1右面27垂直；第2右保持面102，其与第2右面37垂直；下保持面103，其与下表面36垂直；第2左保持面104，其与第2左面38垂直；第1左保持面105，其与第1左面28垂直；以及上保持面106，其与上表面26垂直。
上保持面106也是第1长壁部23的第1引导面51的相反侧的面。将包含第1右保持面101和第2右保持面102的面作为右保持面107。将包含第1左保持面105和第2左保持面104的面作为左保持面108。
参照图5的(b)。将右保持面107和第1卷绕面91(侧面)的边界作为第1角111。将第1引导面51和第2引导面52的边界作为第2角112。第1角111位于比第2角112靠顺时针方向侧(第1引导面51的引导方向侧，参照箭头F(图5的(a)))的位置。
第2引导面52与第1卷绕面91平行。从第2引导面52至第1卷绕面91的周向的尺寸L与线圈线43的线径D相等。
对构成线圈U3的线圈线43的卷绕进行说明。被沿第1引导面51向顺时针方向引导的线圈线43以第2角112为基点朝向卷绕部90向内径方向弯折。弯折的线圈线43被朝向第1角111引入，以第1角111为基点，进一步向下方弯折。然后，线圈线43按照第1卷绕面91～第4卷绕面94的顺序卷绕。
参照图6。马达用定子主体10被树脂制的密封部件密封。首先，对用于密封工序的模具190进行说明。
载置有马达用定子主体10的模具190的模腔呈圆柱状。在模具190的底部191，从底部191向上方突出的9个凸部192在周向上相互隔开间隔而设置。各个凸部192能够对第1绝缘件20的内径侧的前端部22a(参照图2)进行支承。
并且，在底部191，向上方延伸的4个柱部194在周向上相互隔开间隔而沿着模具190的内周面193设置。各个柱部194能够对轭12的外缘部12a进行支承。
并且，在底部191设置有用于去掉密封部件的一部分的第1销196～第3销198。
接下来，对利用该模具190进行的马达用定子主体10的密封工序进行说明。首先，在模具190的底部191载置第1外部端子131～第4外部端子134。第1销196～第3销198分别位于彼此相邻的第1外部端子131～第4外部端子134之间。
接下来，以使第1销196～第3销198的前端与第1绝缘件20的第1长壁部123和第1短壁部124对置的方式，将马达用定子主体10载置于模具190。然后，使树脂填充于模具190的模腔而进行密封。
参照图7。在将马达用定子主体10载置于模具190时，第1长壁部123的前端面125与第2销197和第3销198抵接。第1短壁部124的前端面126与第1销196抵接。即，在将马达用定子主体10载置于模具190时，马达用定子主体10被第1销196～第3销198支承。
在图8和图9中示出了马达用定子主体10被密封部件111密封而构成的马达用定子10A的一部分。
密封部件111在彼此相邻的第1外部端子131～第4外部端子134之间具有第1减重孔171～第3减重孔173。第1减重孔171～第3减重孔173呈四棱柱状，沿马达用定子主体10的中心线C延伸。
第1减重孔171相当于在密封工序时第1销196(参照图7)所占据的区域。第2减重孔172相当于在密封工序时第2销197所占据的区域。第3减重孔173相当于在密封工序时第3销198所占据的区域。
第1减重孔171的第1底部175的一部分贯通，具有第1贯通孔181。第1贯通孔181被第1短壁部124的前端面126封闭。
同样地，第2减重孔172的第2底部176的一部分贯通，具有第2贯通孔182。第3减重孔173的第3底部177的一部分贯通，具有第3贯通孔183。该第2贯通孔182和第3贯通孔183被第1长壁部123的前端面125封闭。
换言之，作为前端面126的一部分的露出部126a从第1贯通孔181露出。作为前端面125的一部分的露出部125a从第2贯通孔182露出。作为前端面125的一部分的露出部125b从第3贯通孔183露出。
接下来，对实施例1的效果进行说明。
参照图10的(a)。在比较例的马达用定子中，第1角201位于比第2角202靠逆时针方向侧(参照箭头R)的位置。因此，在开始将绕组203卷绕于卷绕部205时，绕组203与第2引导面206和上保持面207所成的角208接触。无法使构成线圈209的第1段的绕组的卷绕开始的部位209a紧贴于第1卷绕面205a，而在绕组203与第1卷绕面205a之间产生间隙CL。
参照图10的(b)。在实施例1的马达用定子主体10中，第1角111位于比第2角112靠顺时针方向侧(参照箭头F)的位置。因此，在将线圈线43沿内径方向引入，并使线圈线43从第2角112朝向第1角111延伸时，避免了线圈线43与第1长壁部23的接触。然后，在开始将线圈线43卷绕于卷绕部90时，使线圈线43不仅能够与右保持面107接触，还能够与第1卷绕面91接触。即，能够使构成线圈U3的第1段的线圈线43的卷绕开始的部位与卷绕部90紧贴，使第1段的线圈线43整体可靠地卷绕于卷绕部90。其结果为，提高了线圈线43的占空系数。
参照图5的(b)。从第2引导面52至第1卷绕面91的周向的尺寸L与线圈线43的线径D相等。另外，优选为该尺寸L比线圈线43的线径D的一半大，并且比从关于卷绕方向的第4卷绕面94(端面)的宽度(周向的尺寸)Wd的一半去除相当于线径D的量之后的尺寸小。通过采用这样的规定的尺寸，能够防止从线圈U3引出的引出线44(参照图3的(a))与线圈线43发生干涉。
＜实施例2＞
参照图11的(a)和图11的(b)。接下来，对实施例2进行说明。与实施例1相比，在实施例2中，第1长壁部23A和内部端子80不同。
第1长壁部23A的周向的尺寸比实施例1的第1长壁部23的周向的尺寸大。具体而言，第1长壁部23A的周向的尺寸与将第1绝缘件20的环状部21(参照图2)沿周向分成9份而得的部位的周向的尺寸大致相等。省略对与实施例1相同的结构的说明，并沿用标号。
第1长壁部23A具有：第1引导面51A，其对2个绕组40沿周向进行引导；以及第2引导面52A和第3引导面53A，它们从第1引导面51A的周向两端向内径方向延伸。第2引导面52A和第3引导面53A是对绕组40向内径方向进行引导的引导面。
第1引导面51A具有第1突出部60(一个突出部)和第2突出部70(另一个突出部)。将被第1引导面51A引导的2根绕组40中的呈直线状延伸的线作为搭接线45，将一部分弯曲而与内部端子80连接的线作为连接线46。
内部端子80呈径向的尺寸较薄的薄板状，具有：矩形状的主体部81；两个插入部82，它们从主体部81的下部向下方延伸，插入于第1长壁部23A的上表面23Aa；以及折返部83，其位于两个插入部82之间，从主体部61的下部朝向上方折返。
折返部83具有通过夹持连接线46而与连接线46电连接的夹持部84(连接部)。作为连接方法，例如可以采用熔融。
连接线46与第1突出部60的下表面63、夹持部84以及第2突出部70的下表面73抵接。详细而言，连接线46具有：第1倾斜部47，其在从第1突出部60至夹持部84之间倾斜延伸；平行部48，其在夹持部84处与上表面23Aa平行地延伸；以及第2倾斜部49，其在从折返部83的下部至第2突出部70之间倾斜延伸。
夹持部84在周向上位于第1突出部60与第2突出部70之间，并靠近第2突出部70侧。另外，夹持部84不限于位于第1突出部60与第2突出部70之间的区域内的情况，也可以配置为向区域的外径侧或内径侧伸出。
另外，只要能够实现本发明的作用和效果，则本发明不受实施例限定。

Claims (2)

1.一种马达用定子，其具有定子主体和树脂制的密封部件，该定子主体具有：
铁芯；
绝缘件，其覆盖该铁芯；以及
线圈，其由卷绕于该绝缘件的绕组构成，
该密封部件对所述定子主体和多个端子进行密封，
其特征在于，
所述铁芯具有：
环状的轭；以及
齿，其从该轭向所述马达用定子的内径方向延伸，
所述绝缘件具有：
环状部，其覆盖所述轭；
卷绕部，其覆盖所述齿，并且供所述绕组卷绕；以及
延伸部，其从所述环状部向所述马达用定子的轴向延伸，
所述环状部的内周面具有与所述线圈的端部抵接而能够对所述线圈的形状进行保持的保持面，
所述延伸部具有：
第1引导面，其沿所述马达用定子的周向对所述绕组进行引导；以及
第2引导面，其与该第1引导面相邻，对所述绕组从所述第1引导面朝向所述卷绕部进行引导，
所述卷绕部具有在周向上与所述第2引导面同一侧的侧面和与该侧面垂直的端面，
在从所述马达用定子的轴向观察时，构成为所述保持面和所述侧面的边界的第1角位于比构成为所述第1引导面和所述第2引导面的边界的第2角靠所述第1引导面的引导方向侧的位置，
所述绕组从所述第2角朝向所述第1角延伸，
所述密封部件在彼此相邻的所述多个端子之间具有沿着所述定子主体的轴线的减重孔，
所述延伸部的前端面从所述减重孔的底部露出。
2.根据权利要求1所述的马达用定子，其特征在于，
所述第2引导面与所述卷绕部的所述侧面平行，
从所述第2引导面至所述侧面的所述周向的尺寸比所述绕组的线径的一半大，并且比从所述端面的周向的一半的尺寸去除相当于所述线径的量之后的尺寸小。
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